ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.11.2021
Просмотров: 187
Скачиваний: 1
ПОЛТАВСЬКА ДЕРЖАВНА АГРАРНА АКАДЕМІЯ
Кафедра розведення і генетики сільськогосподарських тварин
КУРСОВА РОБОТА
З СЕЛЕКЦІЇ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ТВАРИН
на тему: ЗАСТОСУВАННЯ ТРАНСПЛАНТАЦІЇ ТА КРІОКОНСЕРВАЦІЇ ЕМБРІОНІВ
Студентки 1 курсу магістратури
напряму підготовки ТВППТ
спеціальності 8. 090102
Кульбашник М.А.
Керівник завідувач кафедри розведення і генетики с.-г. тварин, професор, доктор с.-г. наук
Войтенко С.Л.
Кількість балів:____ Оцінка:____
Члени комісії:
_________ ____________________
_________ ____________________
_________ ____________________
(підпис) (прізвище та ініціали)
м. Полтава - 2012 рік
Зміст
|
Вступ |
3 |
|
Розділ 1. Теоретична частина |
4 |
|
1.1. Значення трансплантації та кріокрнсервації ембріонів у селекції молочного та м’ясного скотарства |
4 |
|
1.2. Технологія проведення трансплантації ембріонів |
11 |
|
1.3. Біологічно активні речовини у підвищенні відтворної здатності худоби |
13 |
|
1.4. Ветеринарно-санітарні правила при трансплантації ембріонів |
16 |
|
1.5. Кріоконсервація як невід’ємна складова сучасної ембріотрансплантації |
18 |
|
Розділ 2. Розрахункова частина |
22 |
|
2.1. Завдання 3 |
22 |
|
2.2. Завдання 9 |
23 |
|
2.3. Завдання 11 |
24 |
|
2.4. Завдання 17 |
27 |
|
2.5. Завдання 20 |
27 |
|
2.6. Завдання 26 |
28 |
|
2.7. Завдання 28 |
31 |
|
2.8. Завдання 31 |
31 |
|
2.9. Завдання 32 |
32 |
|
2.10. Завдання 36 |
32 |
|
Висновки |
33 |
|
Список використаної літератури |
34 |
Вступ
Агропромисловий комплекс є одним із найбільших і найважливіших секторів економіки України, від розвитку якого залежить продовольча безпека держави, а значить рівень життя її людей. Однак, кризові явища в економіці країни в кінці 90-х років та непродумані реформи практично призвели до його руйнації. Тому одним із актуальних напрямків його відродження і подальшого розвитку є інтенсифікація тваринництва, яка передбачає зростання валового виробництва молока і м’яса за рахунок швидкого збільшення племінного поголів’я великої рогатої худоби, в тому числі корів з високою продуктивністю та якістю молока.
Враховуючи цю складну ситуацію і неможливість традиційними методами вирішити питання швидкого збільшення поголів’я великої рогатої худоби величезні перспективи для вирішення вищезгаданих проблем і виведення тваринництва на рівень достойний національних традицій і Європейських може дати застосування сучасних технологій відтворення тварин.
Найбільш придатним для цього є метод трансплантації ембріонів: перенесення запліднених ембріонів з статевого апарату високо цінних тварин-донорів у статевий апарат низько продуктивних тварин-реципієнтів, з подальшим розвитком у останніх вагітності і народженням телят, що несуть генетичний потенціал батьків-донорів. Цей метод дозволить отримувати більшу кількість однорідного потомства від високопродуктивних тварин і цінних генотипів, швидко і широко розповсюджувати рідкісні і зникаючі породи, прискорено утворювати високопродуктивні селекційні стада, інтенсифікувати розмноження молочного поголів’я шляхом пересадки зародків відомої статі, збільшувати вихід телят шляхом пересадки двох ембріонів з метою отримання близнюків, створювати банк ембріонів і накопичувати генетичний матеріал з метою наступного транспортування і трансплантації в запланованих стадах, тощо.
Розділ 1. Теоретична частина
1.1. Значення трансплантації та кріокрнсервації ембріонів в селекції молочного та м’ясного скотарства
Головне значення методу трансплантації в селекції молочного та м’ясного скотарства полягає в прискореному розмножуванні високоцінних тварин та отриманні від супер-донорів великої кількості телят: до 80-120 й більше на донора.
Метод ембріотрансплантації значно підвищує значення родин в селекційно-племінній роботі. Значення цих структур в породі зростає та дає можливість більш повно та об’єктивно оцінювати сімейство.
Важливе значення має метод трансплантації ембріонів при виведенні нових ліній, типів та порід. Можна прискорити створення ядра нової популяції, використовуючи світові генетичні ресурси у більших масштабах за короткий час в порівнянні з традиційним методом. В теперішній час понад 70% биків-поліпшувачів отримані цим методом, що свідчить про походження їх від видатних матерів.
Метод трансплантації ембріонів дозволяє збільшити виробництво яловичини за рахунок отримання двоєн, особливо, в м’ясному скотарстві, що дозволяє збільшити вихід телят на 30-50%, тим самим збільшити ефективність м’ясного скотарства.
Безперечно, отримання ембріонів від телиць в ранньому віці (10-12 міс.) також допоможе провести раніше на 1-2 роки оцінку майбутніх матерів видатних бугаїв.
Трансплантація ембріонів, отриманих у різних кліматичних зонах, реципієнтам м’ясних порід дозволяє, в значній мірі, подолати акліматизаційний бар’єр та отримати повноцінний приплід.
Довге зберігання ембріонів у замороженому стані дозволяє зберігати генофонд від рідкісних та зникаючих порід й генотипів [ 1 ].
У тваринництві комплекс методів біотехнології передбачає як використання існуючих, так і конструювання бажаних генотипів із заданими ознаками, що забезпечують вищу продуктивність тварин та прискорені темпи їхнього відтворення. Найяскравішим прикладом використання в практиці розроблених наукою методів біотехнології є штучне осіменіння сільськогосподарських тварин, яке за кордоном назвали «відкриттям сторіччя» в сільському господарстві. Цей метод, розроблений випускником Харківського університету І.І. Івановим, забезпечує швидке та якісне поліпшення всього масиву поголів'я, дає змогу використовувати в сотні разів меншу кількість плідників, що в свою чергу значно зменшує затрати на їхнє утримання. Метод штучного осіменіння нині широко застосовують у всіх країнах з інтенсивним веденням галузі, але, на жаль, необхідно констатувати, що в нашій країні значно послабла увага до цього прогресивного методу, внаслідок чого зменшилося застосування штучного осіменіння тварин не тільки у вівчарстві і свинарстві, а й у скотарстві.
У повоєнний період у науково-дослідних інститутах (НДІ) і вищих навчальних закладах України склалися наукові школи визнаних вітчизняних вчених-біотехнологів — І.В. Смирнова та О.В. Квасницького. Наукові розробки І.В. Смирнова щодо виявлення властивостей сперматозоїдів ссавців зберігати біологічну повноцінність після швидкого заморожування є золотим скарбом біологічної науки, відкриттям світового рівня. О.В. Квасницький, працюючи в Полтаві у НДІ свинарства (тепер Інститут свинарства УААН — ІС, який носить його ім'я), розробив метод трансплантації ембріонів кролів, овець і свиней та у 1950 р. одержав перших у світі поросят-трансплантатів. Однак широке застосування у виробництві цього біотехнологічного методу почалось значно пізніше, тільки після того, як він був поєднаний з методикою викликання суперовуляції у самиць. Піонерські роботи з гормональної стимуляції множинної овуляції у корів і овець з використанням сироватки жеребих кобил були проведені М.М. Завадовським у 30-х роках минулого століття в Асканії-Новій (тепер Інститут тваринництва степових районів ім. М.Ф. Іванова «Асканія-Нова» — Національний науковий селекційно-генетичний центр з вівчарства УААН — ІТСР) і в подальшому сприяли розробці і становленню методу трансплантації ембріонів сільськогосподарських тварин.
Цей метод не замінює штучного осіменіння тварин, а доповнює його. Нині трансплантацію ембріонів включено до багатьох програм з розведення і селекції тварин у різних країнах світу, тому що вона дає змогу інтенсивно використовувати генетичний потенціал видатних самиць-рекордисток, прискорює створення високопродуктивних селекційних стад і родин, спрощує розповсюдження цінних генотипів, зокрема експорт і імпорт тварин, сприяє поліпшенню ветеринарно-профілактичної роботи. Найефективніше практичне застосування методу трансплантації ембріонів виявилось у скотарстві. Перше теля-трансплантат в Україні було одержано нехірургічним методом у Харкові у 1983 р. у дослідному господарстві «Українка» НДІ тваринництва Лісостепу і Полісся (тепер Інститут тваринництва УААН — IT) під керівництвом Ф.І. Осташка, а трохи пізніше — в Українському інституті фізіології і біохімії сільськогосподарських тварин (нині Інститут біології тварин УААН — ІБТ) у 1985 р. (Б.В. Смолянинов та ін., 1985). Академік УААН Ф.І. Осташко розробив і впровадив у виробництво: теорію кріоушкоджень і кріопротекції біологічних клітин; теорію фортифікації мембранного апарату клітин ліпідними сполуками; маноцервікальний метод штучного осіменіння тварин; Харківську технологію асептичного одержання, кріоконсервації та використання сперми плідників; Харківську технологію асептичного одержання, мікрохірургії, кріоконсервації та трансплантації ембріонів. О.Д. Бугров разом зі своїми учнями на основі теоретичних і експериментальних досліджень розробив Українську технологію трансплантації ембріонів великої рогатої худоби для племзаводів і племпідприємств, що відповідає світовим стандартам. Вона забезпечує надійний організаційний рівень роботи, високий рівень суперовуляції (10-15 жовтих тіл), 96,1% запліднюваності яйцеклітин, отримання 12-15 ембріонів і яйцеклітин, із них 6-8 повноцінних ембріонів, багаторазове (до 13 разів) використання корів як донорів, надійне (до 95%) вилучення ембріонів, їхній повний пошук, мікрохірургічний розподіл, заморожування, запобігання мікробній контамінації зародків, отримання 5-33 телят від донора, приживлення ембріонів на рівні 40-55% (ОД. Бугров та ін., 1999). За цією технологією пересаджено понад 7 тис. ембріонів, отримано 3015 телят-ембріотрансплантатів (О.Д. Бугров, І.В. Ткачова, 2006) У цілому в Україні отримано понад 10 тис. телят-трансплантатів (О.Д. Бугров та ін., 2005), зокрема фахівцями тільки однієї лабораторії трансплантації ембріонів Головного селекційного центру (ГСЦ) проведено понад 4000 ембріопересадок у 38 господарствах України (В.В. Мадисон, Л.В. Мадисон, 1997), а пересадкою глибоко заморожених ембріонів абердин-ангуської породи американської селекції створено кілька репродукторів тварин цієї породи (В.П. Буркат та ін., 2004). Однак застосування методу трансплантації ембріонів обмежується рядом факторів, які недостатньо вивчені і багато з них є суперечливими, а саме: непередбачуваність результатів множинної овуляції, визначення ролі багатьох чинників, які безпосередньо або опосередковано впливають на результати приживлення ембріонів тощо. Зважаючи на це, а також, що трансплантація ембріонів є невід'ємною ланкою та заключним етапом застосування всіх методів клітинної і генної інженерії у тваринництві, над удосконаленням цього методу працюють в IT та ІБТ. І хоча Україна була і є лідером серед країн пострадянського простору за кількістю пересадок ембріонів від племінних тварин, однак за останні 5-7 років попит на ембріотрансплантацію різко знизився через економічні чинники, зокрема відсутність механізмів компенсації затрат з боку державних структур, що практикується в багатьох країнах з розвинутим скотарством (Л.В. Мадисон, В.В. Мадисон, 2004). В ІС уперше серед пострадянських країн групою наукових співробітників одержано порося методом нехірургічної трансплантації ембріонів у ріг матки свиноматки (Н.А. Мартиненко та ін., 1998).
Класична селекція, за всього багатства її творчого арсеналу, вже не дає відповідь на ряд питань, які породило вторгнення по суті механіко-технологічних методів у життя організму, клітини та її складників. Саме цим зумовлено новий для тваринництва напрям — біотехнологічна селекція. Нові реалії вимагають, поряд з традиційними, не лише нових методичних підходів до ведення племінної роботи з метою «конструювання» нових генотипів та їхніх поєднань, а й методів збереження природних популяцій з їхніми унікальними генофондами, що може стати запорукою збереження матеріалу для творчої праці селекціонера на базі нових біотехнологічних можливостей (В.П. Буркат, 1988; В.П. Буркат та ін., 2005).
Сучасна ембріотрансплантація неможлива без кріоконсервування сперми та ембріонів. Біологічні особливості сперматозоїдів зумовлюють їхню зручність для розробки методів тривалої консервації. В установах УААН розроблено і вдосконалено технології кріоконсервування сперми в ампулах, гранулах і капілярах. Створений для цього комплекс апаратури й обладнання захищений авторськими свідоцтвами і патентами. Використання кріоконсервованої сперми плідників дає змогу зберігати і використовувати її протягом тривалого часу (значно більшого від тривалості життя цих плідників), транспортувати сперму на далекі відстані, створювати банки генів порід, що мало використовуються, особливо аборигенних, рідких та зникаючих видів тварин для збереження генетичної різноманітності, не завдаючи шкоди існуючій популяції. На основі використання кріоконсервованої сперми бугаїв-лідерів в Україні виведено нові породи молочного і м'ясного напрямів. Кріоконсервування ембріонів дає змогу зберігати генетичну інформацію обох батьків, що вигідно відрізняє його від кріоконсервування сперміїв. Завдяки впровадженню цієї технології у виробництво досягнуто значного прогресу в трансплантації ембріонів, оскільки зникла потреба в одночасній підготовці тварин-донорів і тварин-реципієнтів. З'явилась можливість необмежений час зберігати цінний генетичний матеріал, значно спростилась міжнародна торгівля у тваринництві. Науковцям знадобилось 25 років після всесвітньо відомого відкриття І.В. Смирнова, щоб повторити такі самі досліди на ембріонах ссавців. Причиною цього є специфічність реакції зародків на дію низьких температур унаслідок особливостей їхньої будови. В IT розроблено технологічний метод кріоконсервування зародків великої рогатої худоби, в основу якого закладено кріоконсервування за законом пасивного охолодження, що забезпечує достатньо високу збереженість клітин (90%), не потребує спеціального коштовного обладнання, простий і надійний в експлуатації, пройшов апробацію в господарствах Харківської, Донецької і Сумської областей, після трансплантації деконсервованих ембріонів отримано понад 400 телят-трансплантатів (М.Д. Безуглий, 1995: 2002). Розроблено технологічні пристрої та режими заморожування зародків за повільних швидкостей теплообміну в лабораторних і польових умовах, до різних кінцевих температур охолодження (0 .-100°С), метод вітрифікації ембріонів ссавців за надвисоких швидкостей теплообміну в закритих витягнутих соломинках з різним зовнішнім діаметром (Л.В.Горбунов та ін., 2003). Науковцями ІБТ після надшвидкого заморожування 7-8-денних морул і бластоцист великої рогатої худоби та наступної «прямої пересадки» отримано телят (С.Г. Шаловило, 1997; М.Д. Пасицький та ін., 2002). В ІТСР розроблено метод вітрифікації ранніх зародків овець (І.В. Лобачова та ін., 2003). Створено кріобанки ембріонів сільськогосподарських тварин. Його поповнення ембріонами великої рогатої худоби сірої української, білоголової української, пінцгау і лебединської порід здійснюють в IT, Інституті розведення і генетики тварин УААН (ІРГТ), а в західному регіоні України (ІБТ) — зі збереження і збагачення ресурсів таких порід великої рогатої худоби, як червона польська, бура карпатська і пінцгау. Стратегія використання і збереження потрібного генетичного матеріалу, крім заморожування і тривалого зберігання сперми та ембріонів, включає й застосування інших біотехнологічних методів, насамперед, кріоконсервування гамет самиць. Тривале зберігання гамет обох батьків припускає необмежені варіанти їхнього поєднання в майбутньому. Крім того, створення ооцитобанку не тільки дасть змогу різко знизити витрати на отримання ембріонів, а й сприятиме розв'язанню низки наукових проблем з клітинної та генної інженерії. Науковцями ІРГТ розроблено й апробовано методику кріоконсервування ооцитів корів і свиноматок на різних стадіях їхнього мейотичного дозрівання (на диплотені, метафазі-1, метафазі-2), досліджено вплив різних параметрів насичення і виведення кріопротекторів на мейотичне дозрівання деконсервованих гамет корів і свиноматок, після запліднення in vitro деконсервованих і дозрілих поза організмом яйцеклітин отримані ембріони великої рогатої худоби і свиней різних стадій дроблення. Закладено кріобанк гамет від високопродуктивних корів різних порід (О.Є. Гузеватии, П.А. Троцький, 2000; 2004). В IT розроблено методику та установку для вивчення осмотичних властивостей яйцеклітин та ембріонів ссавців, визначено проникність цитоплазматичних мембран ембріонів та яйцеклітин мишей, кролів, корів і свиней до води та кріопротекторів й на підставі цих досліджень вдосконалено режими зниження температури застосування кріопротекторів (М.Д. Безуглий,В. Медведовський, 1997).
Найскладніший ланцюг у технології трансплантації ембріонів — отримання в необхідній кількості зародків від генетично цінних тварин. Проте обмежене використання величезного резерву ооцит-кумулюсних комплексів, що містяться в яєчниках самиць, різко знижує ефективність трансплантації. Простим та дешевим засобом використання потенційного запасу гамет самиць, що закладений в яєчниках, є культивування і запліднення ооцитів поза організмом. В ІРГТ, ІС, ІБТ, ІТСР розроблено методики in vitro отримання ембріонів різних стадій їхнього розвитку великої рогатої худоби, свиней, овець шляхом культивування і запліднення in vitro ооцитів, які отримують з яєчників забитих тварин або прижиттєво за допомогою нехірургічної транс-вагінальної аспірації незрілих гамет самиць методом OPU (ovum pick-up). Нині метод культивування і запліднення in vitro яйцеклітин сільськогосподарських тварин — це базовий метод одержання потрібного біологічного матеріалу для розробки сучасних біотехнологічних методів у тваринництві [ 3 ].
В найпростішому виконанні метод трансплантації ембріонів значно переважає поширений нині метод штучного осіменіння тварин і дозволяє в 3-4 і більше разів прискорити генетичний прогрес в стаді (рис.1.) [ 15 ].
Трансплантація ембріонів
Штучне осіменіння
♂ ♀ ♂
♀
5 суперовуляцій
за рік, 30 ембріонів
2,5
роки рокироки
♀
3,5 года
3,5 роки
15 статевозрілих биків
і телиць за 2 роки
4,5 роки
45 статевозрілих биків
і телиць за 6 років
5,5 років
♂♂ ♀♀
4 статевозрілих бики і
телиці за 6 років
Рис. 1. Можливості методу трансплантації ембріонів для прискореного відтворення племінного поголів’я тварин.
1.2. Технологія проведення трансплантації ембріонів
Трансплантація ембріонів – це вилучення їх з яйцепроводів або матки однієї тварини (самка-донор) і пересадка в яйцепровід або матку іншої тварини (самка-реципієнт), яка перебуває на тій самій фазі статевого циклу, що й донор. Теля-трансплантат успадковує тільки генетичні якості батька і матері-донора. З допомогою сучасної гормональної обробки можна за одну овуляцію, в середньому, отримати до п'яти ембріонів (за рік – п'ять телят) [ 7 ].
Трансплантація ембріонів складається з таких технологічних операцій: відбору донорів та реципієнтів, викликання у корів-донорів суперовуляції, їх осіменіння, вилучення ембріонів, їх оцінки, зберігання, пересадки ембріонів реципієнтам [ 13 ].
Відбір корів-донорів та телиць-корів-реципієнтів. При відборі використовують лише високопродуктивних, клінічно здорових корів з нормальною відтворювальною здатністю. В якості донорів використовують корів з продуктивністю не нижче, чим 6,5-7,0 тис. кг молока найвищою лактацією та стандартом жиру відповідно кожній породі і на 50-70% вище за стандартом породи. Перевага надається тваринам з довгим строком використання та коровам, котрі мають високопродуктивних дочок або позитивно оцінених за якістю нащадків синів [ 4 ]. У якості реципієнтів беруть телиць парувального віку або корів, які повинні бути не старші 7-ми років, клінічно здоровими, з щорічними отеленнями без ускладнень, з вираженими ознаками охоти. Телиці-реципієнти за живою масою повинні відповідати вимогам не нижче вимог стандарту породи, мати нормальний розвиток та гарно функціонуюче жовте тіло і органи відтворення. Вік телиць 16-20 місяців.